1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Российские нанотехнологии
  4. T. 19, № 3, 2024

Российские нанотехнологии, 2024, T. 19, № 3, стр. 354-360

МОДЕЛИРОВАНИЕ ИЗ ПЕРВЫХ ПРИНЦИПОВ И РЕНТГЕНОВСКАЯ ФОТОЭЛЕКТРОННАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ РУТИЛОПОДОБНЫХ ОКСИДОВ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ TiO2 И MoO2

М. Д. Манякин 1, *, С. И. Курганский 1, Н. И. Бойков 1, Ю. С. Какулия 1, С. В. Канныкин 1, О. А. Чувенкова 1, Р. Г. Чумаков 2, А. М. Лебедев 2, С. Ю. Турищев 1

1 Воронежский государственный университет
Воронеж, Россия

2 Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”
Москва, Россия

* E-mail: manyakin@phys.vsu.ru

Поступила в редакцию 05.12.2023
После доработки 23.12.2023
Принята к публикации 23.12.2023

Аннотация

Представлены результаты исследований электронного строения оксидов переходных металлов TiO2 и MoO2 c кристаллической структурой типа рутила. Электронная структура исследована теоретически в рамках метода линеаризованных присоединенных плоских волн с помощью программного пакета Wien2k. Вычислены зонная структура, полная и парциальные плотности электронных состояний. На основе заполнения энергетических зон электронами дано объяснение разного типа электропроводности TiO2 и MoO2. Методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии проведено исследование валентной зоны и субвалентных состояний коммерческих образцов TiO2 и MoO2 в виде порошков при двух различных значениях энергии возбуждения 120 и 1486.6 эВ. На основе расчетов интерпретированы наблюдаемые особенности структуры экспериментально зарегистрированных спектров.

Список литературы

  1. Романов Д.П., Скробот В.Н. // Физика и химия стекла. 2009. Т. 35. № 5. С. 685.

  2. Перепелица А.С., Асланов С.В., Овчинников О.В. и др. // Конденсированные среды и межфазные границы. 2023. Т. 25. № 2. С. 215. https://doi.org/10.17308/kcmf.2023.25/11103

  3. Кастро Р.А., Ильинский А.В., Смирнова Л.М. и др. // ФТТ. 2021. Т. 63. № 12. С. 2210.

  4. Music D., Krause A.M., Olsson P.A.T. // Crystals. 2021. V. 11. P. 217. https://doi.org/10.3390/cryst11020217

  5. Николаев А.В., Андреев Б.В. // ФТТ. 1993. Т. 35. № 5. С. 1185.

  6. Eyert V., Horny R., Hock K.-H., Horn S. // J. Phys.: Condens. Matter. 2000. V. 12. P. 4923. https://doi.org/10.1088/0953-8984/12/23/303

  7. Ahn K.-H., Hariki A., Lee K.-W., Kuneš J. // Phys. Rev. B. 2019. V. 99. P. 184432. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.99.184432

  8. Jacob K.T., Shekhar C., Waseda Y. // J. Am. Ceram. Soc. 2008. V. 91. P. 563. https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2007.02165.x

  9. Seisenbaeva G.A., Sundberg M., Nygren M. et al. // Mater. Chem. Phys. 2004. V. 87. P. 142. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2004.05.025

  10. Scanlon D.O., Watson G.W., Payne D.J. et al. // J. Phys. Chem. C. 2010. V. 114. P. 4636. https://doi.org/10.1021/jp9093172

  11. Tokarz-Sobieraj R., Grybos R., Witko M. // Appl. Catal. A. Gen. 2011. V. 391. P. 137. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2010.07.041

  12. Pavoni E., Modreanu M.G., Mohebbi E. et al. // Nanomaterials. 2023. V. 13. P. 1319. https://doi.org/10.3390/nano13081319

  13. Jiang N., Spence J.C.H. // Phys. Rev. B. 2004. V. 70. P. 245117. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.70.245117

  14. Bauer D., Roberts A.J., Starkey C.L. et al. // Int. J. Electrochem. Sci. 2018. V. 13. P. 5120. https://doi.org/10.20964/2018.05.37

  15. Wang L., Liu N., Zhao Y. // Solid State Sci. 2019. V. 95. P. 105930. https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2019.105930

  16. Yin J., Hai P., Gao Y. et al. // Nano Res. 2023. V. 16. P. 4941. https://doi.org/10.1007/s12274-022-5120-x

  17. Zehra T., Kaseem M., Hossain S., Ko Y.-G. // Metals. 2021. V. 11. P. 1182. https://doi.org/10.3390/met11081182

  18. Landmann M., Rauls E., Schmidt W.G. // J. Phys.: Condens. Matter. 2012. V. 24. P. 195503. https://doi.org/10.1088/0953-8984/24/19/195503

  19. Cai X., Zhang P., Wei S.-H. // J. Semicond. 2019. V. 40. P. 092101. https://doi.org/10.1088/1674-4926/40/9/092101

  20. Ekuma C.E., Bagayoko D. // Jpn. J. Appl. Phys. 2011. V. 50. P. 101103. https://doi.org/10.1143/JJAP.50.101103

  21. Baur W.H. // Crystallogr. Rev. 2007. V. 13. P. 65. https://doi.org/10.1080/08893110701433435

  22. Blaha P., Schwarz K., Tran F. et al. // J. Chem. Phys. 2020. V. 152. P. 074101. https://doi.org/10.1063/1.5143061

  23. https://www.sigmaaldrich.com/RU/en

  24. Лебедев А.М., Меньшиков К.А., Назин В.Г. и др. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтр. исслед. 2021. № 10. С. 44.

  25. Moulder J.F., Stickle W.F., Sobol P.E., Bomben K.D. Handbook of X-ray Photoelectron Spectroscopy. Physical Electronics Division. Eden Prairie, Minnesota, Perkin-Elmer Corporation, 1992. 261 p.

  26. Crist B.V. // Handbook of Monochromatic XPS Spectra: The Elements of Native Oxides. Mountain View, Wiley, 2000. 500 p.

  27. Manyakin M.D., Kurganskii S.I. // J. Phys.: Conf. Ser. 2019. V. 1352. P. 012032. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1352/1/012032

  28. Курганский С.И., Манякин М.Д., Дубровский О.И. и др. // ФТТ. 2014. Т. 56. № 9. С. 1690.

  29. Frati F., Hunault M.O.J.Y., de Groot F.M.F. // Chem. Rev. 2020. V. 120. P. 4056. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.9b00439

  30. Kowalczyk S.P., McFeely F.R., Ley L. et al. // Solid State Commun. 1977. V. 23. P. 161.

  31. Chambers S.A., Gao Y., Kim Y.J. // Surf. Sci. Spectra. 1998. V. 5. P. 211. https://doi.org/10.1 1 16/1.1247841

  32. Beatham N., Orchard A.F. // J. Electron Spectros. Relat. Phenomena. 1979. V. 16. P. 77.

  33. Fujiwara K., Tsukazak A. // J. Appl. Phys. 2019. V. 125. P. 085301. https://doi.org/10.1063/1.5079719

  34. Stoeberl V., Guedes E.B., Abud F. et al. // EPL. 2020. V. 132. P. 47004. https://doi.org/10.1209/0295-5075/132/47004

  35. Лихачев Е.Р., Курганский С.И. // Изв. РАН. Сер. физ. 1997. Т. 61. № 5. С. 996.

  36. Yeh J.J., Lindau I. // Atomic Data and Nuclear Data Tables. 1985. V. 32. P. 1. https://doi.org/10.1016/0092-640X(85)90016-6

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Российские нанотехнологии

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал